本發(fā)明涉及光插座及具有該光插座的光模塊。

背景技術：

以往，在使用了光纖或光波導等光傳輸體的光通信中，使用具備面發(fā)射激光器(例如，VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面發(fā)射激光器)等發(fā)光元件的光模塊。光模塊具有使從發(fā)光元件射出的包含通信信息的光向光傳輸體的端面入射的光插座。

另外，光模塊有時以相對于溫度變化的發(fā)光元件的輸出特性的穩(wěn)定化或光輸出的調(diào)整為目的，具有用于對從發(fā)光元件射出的光的強度或光量進行監(jiān)視(monitor)的檢測元件。

例如，專利文獻1中記載了一種光模塊，該光模塊具有：光電轉(zhuǎn)換裝置，其配置有發(fā)光元件及檢測元件；以及光插座，其使發(fā)光元件與光傳輸體的端面光學連接。

專利文獻1中記載的光模塊具有光電轉(zhuǎn)換裝置及光插座。光插座具有：第一光學面，其使從發(fā)光元件射出的光入射；第二光學面，將在該光插座的內(nèi)部通過的光以使其聚光到光傳輸體的端面的方式將其射出；反射面，其將由第一光學面入射的光向第二光學面反射；光分離部，其將由反射面反射后的光分離為朝向受光元件的監(jiān)視光及朝向光傳輸體的端面的信號光；以及第三光學面，其使監(jiān)視光向檢測元件射出。另外，光分離部具有：分割反射面，其是相對于由反射面反射后的光的光軸的傾斜面，將由反射面反射后的光的一部分向檢測元件反射；分割透射面，其是相對于光軸的垂直面，使由反射面反射后的光的另一部分向第二光學面透射；以及分割臺階面，其是相對于光軸的平行面。

在專利文獻1中記載的光模塊中，從發(fā)光元件射出并由第一光學面入射的光被反射面向光分離部反射。由反射面反射后的光被光分離部分離為信號光及監(jiān)視光。由光分離部分離出的監(jiān)視光從第三光學面向檢測元件的受光面射出。另一方面，由光分離部分離出的信號光從第二光學面向光傳輸體的端面射出。這樣，在專利文獻1中記載了一種發(fā)射側(cè)的光模塊，該光模塊具有將從發(fā)光元件射出的光耦合到光傳輸體的端面的光插座。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-137507號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

也可以考慮將專利文獻1中記載的光模塊作為接收側(cè)的光模塊、或發(fā)射側(cè)和接收側(cè)兼用的光模塊來使用。例如，通過將全部的發(fā)光元件替換為光電探測器等受光元件，能夠?qū)＠墨I1中記載的光模塊作為接收側(cè)的光模塊來使用。另外，通過將一部分的發(fā)光元件替換為受光元件，能夠?qū)＠墨I1中記載的光模塊作為發(fā)射側(cè)和接收側(cè)兼用的光模塊來使用。在這些情況下，從光傳輸體的端面射出的光通過第二光學面、光分離部、反射面及第一光學面，到達受光元件。

這樣，在還將專利文獻1中記載的光模塊作為接收側(cè)的光模塊來使用的情況下，由第二光學面入射的光在光分離部通過。這時，由第二光學面入射的光被光分離部分離為朝向受光元件的光、和朝向檢測元件的相反方向的光(不朝向受光元件及檢測元件中任意一方的光)。因此，在還將專利文獻1中記載的光模塊作為接收側(cè)來使用的情況下，存在以下問題：相對于從光傳輸體的端面射出的光的光量，到達受光元件的受光面的光的光量顯著減少。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種光插座，其具有光分離部，即使在使用于接收用的情況下也能夠抑制到達受光元件的光的光量的減少。另外，本發(fā)明的目的還在于提供具有光插座的光模塊。

解決問題的方案

本發(fā)明的光插座配置于光電轉(zhuǎn)換裝置與1個或2個以上的光傳輸體之間，用于將所述光電轉(zhuǎn)換元件與所述光傳輸體的端面光學耦合，該光電轉(zhuǎn)換裝置包括1個或2個以上的光電轉(zhuǎn)換元件及用于對從所述光電轉(zhuǎn)換元件射出的出射光進行監(jiān)視的1個或2個以上的檢測元件，該光插座包括：1個或2個以上的第一光學面，其使從所述光電轉(zhuǎn)換元件射出的光入射，或使從所述光傳輸體的端面射出并在所述光插座的內(nèi)部通過的光向所述光電轉(zhuǎn)換元件射出；1個或2個以上的第二光學面，其使由所述第一光學面入射的光向所述光傳輸體的端面射出，或使從所述光傳輸體的端面射出的光入射；光分離部，其配置于所述第一光學面和所述第二光學面之間的光的光路上，將由所述第一光學面入射的光分離為朝向所述檢測元件的監(jiān)視光與朝向所述光傳輸體的端面的信號光，或使由所述第二光學面入射的光的至少一部分向所述第一光學面?zhèn)韧干洌?個或2個以上的第三光學面，其使由所述光分離部分離出的監(jiān)視光向所述檢測元件射出；以及固定部，其用于使所述光傳輸體的端面與所述第二光學面相對置地配置，所述固定部以使從所述第二光學面射出的信號光在比該第二光學面的焦點更遠的位置到達所述光傳輸體的端面的方式，固定所述光傳輸體，由所述第二光學面入射的光的所述光分離部處的光束直徑比所述第二光學面處的光的光束直徑小。

本發(fā)明的光模塊包括光電轉(zhuǎn)換裝置以及本發(fā)明的光插座，所述光電轉(zhuǎn)換裝置具有：基板；在所述基板上配置的1個或2個以上的光電轉(zhuǎn)換元件；以及在所述基板上配置的、用于對從所述光電轉(zhuǎn)換元件射出的出射光進行監(jiān)視的1個或2個以上的檢測元件。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠在發(fā)射及接收這兩者的情況下，將光電轉(zhuǎn)換元件(發(fā)光元件或受光元件)與光傳輸體的端面高效地光學耦合的、具有光分離部的光插座、以及具有該光插座的光模塊。

附圖說明

圖1A、圖1B是實施方式1的光模塊的剖面圖。

圖2A～圖2D是表示實施方式1的光插座的結構的圖。

圖3A、圖3B是表示光分離部的結構的圖。

圖4A、圖4B是光模塊中的發(fā)射側(cè)的光的光路圖。

圖5A、圖5B是光模塊中的接收側(cè)的光的光路圖。

圖6A、圖6B是到達光傳輸體的光的模擬結果。

圖7A、圖7B是到達受光元件的光的模擬結果。

圖8A、圖8B是實施方式2的光模塊的剖面圖。

圖9A～圖9C是表示實施方式2的光插座的結構的圖。

圖10A是光模塊中的發(fā)射側(cè)的光的光路圖。圖10B是光模塊中的接收側(cè)的光的光路圖。

圖11A、圖11B是表示變形例的光分離部的結構的圖。

附圖標記說明

100、200 光模塊

120、220 光電轉(zhuǎn)換裝置

121、221 基板

122 發(fā)光元件

123 受光元件

124 檢測元件

125 發(fā)光面

126 端面

127 受光面

140、240 光插座

141 第一光學面

142、242、342 光分離部

143 透射面

144 第二光學面

145 第三光學面

146 固定部

147 分離單元

148 分割反射面

149 分割透射面

151 棱線

152 定位用凹部

153 定位用孔

154 臺階部

160 光傳輸體

162 套管

241 反射面

247、347 光分離單元

250 分割臺階面

f 焦點

L 出射光

Lm 監(jiān)視光

Ls 信號光

Lr 接收光

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。

[實施方式1]

(光模塊的結構)

圖1是本發(fā)明的實施方式1的光模塊100的剖面圖。圖1A中表示光模塊100的發(fā)射側(cè)的區(qū)域中的光路，圖1B中表示光模塊100的接收側(cè)的區(qū)域中的光路。此外，在圖1A及圖1B中，為了表示光插座140內(nèi)的光路而省略了光插座140的剖面的剖面線。

如圖1A及圖1B所示，光模塊100具有：包括光電轉(zhuǎn)換元件(發(fā)光元件122和/或受光元件123)的基板安裝型的光電轉(zhuǎn)換裝置120、以及光插座140。將多個光傳輸體160通過套管162連接到光插座140上，來使用光模塊100。不特別地限定光傳輸體160的種類，包括光纖、光波導等。在本實施方式中，多個光傳輸體160是以一定間隔排列成一列的多個光纖。光纖既可以是單模態(tài)方式，也可以是多模態(tài)方式。此外，光傳輸體160也可以排列成兩列以上。

光電轉(zhuǎn)換裝置120具有：基板121、四個發(fā)光元件122、四個受光元件123、以及四個檢測元件124?；?21例如是柔性基板。在基板121上配置有四個發(fā)光元件122、四個受光元件123及四個檢測元件124。

發(fā)光元件122配置在基板121上，在與配置有發(fā)光元件122的基板121的設置部垂直的方向上射出激光。不特別地限定發(fā)光元件122的數(shù)量。在本實施方式中，發(fā)光元件122的數(shù)量為四個。另外，也不特別地限定發(fā)光元件122的位置。在本實施方式中，將四個發(fā)光元件以一定間隔排列成一列。發(fā)光元件122例如是垂直共振腔面發(fā)射激光器(VCSEL)。此外，在將光傳輸體160排列成兩列以上的情況下，發(fā)光元件122也可以以相同列數(shù)排列。

受光元件123在基板121的與配置有發(fā)光元件122的面相同的面上配置，接受來自光傳輸體160的端面126的接收光Lr。不特別地限定受光元件123的數(shù)量。在本實施方式中，受光元件123的數(shù)量是四個。另外，也不特別地限定受光元件123的位置。在本實施方式中，將四個受光元件123以一定間隔排列成一列。受光元件123例如是光電探測器。另外，在本實施方式中，將四個發(fā)光元件122及四個受光元件123以一定間隔排列成一列。此外，詳細情況后述，也可以不將發(fā)光元件122的發(fā)光面125及受光元件123的受光面127配置在同一平面上。

檢測元件124接受用于對從發(fā)光元件122射出的出射光L的輸出(例如，強度或光量)進行監(jiān)視的監(jiān)視光Lm。檢測元件124例如是光電探測器。不特別地限定檢測元件124的數(shù)量。在本實施方式中，檢測元件124是數(shù)量是四個。將四個檢測元件124與四個發(fā)光元件122對應地排列成一列。

光插座140配置在光電轉(zhuǎn)換裝置120的基板121上。光插座140在配置于光電轉(zhuǎn)換裝置120與光傳輸體160之間的狀態(tài)下，將發(fā)光元件122的發(fā)光面125和多個光傳輸體160的端面126光學連接，或?qū)⑹芄庠?23的受光面127和多個光傳輸體160的端面126光學連接。以下，對光插座140的結構進行詳細說明。

(光插座的結構)

圖2A～圖2D是表示實施方式1的光插座140的結構的圖。圖2A是光插座140的俯視圖，圖2B是仰視圖，圖2C是主視圖，圖2D是后視圖。

如圖1及圖2A～圖2D所示，光插座140是大致長方體形狀的部件。光插座140具有透光性，使從發(fā)光元件122的發(fā)光面125射出的出射光L向光傳輸體160的端面126射出，并且使來自光傳輸體160的接收光Lr向受光元件123的受光面127射出。光插座140具有多個第一光學面141、光分離部142、透射面143、多個第二光學面144、多個第三光學面145及固定部146。使用對在光通信中使用的波長的光具有透光性的材料形成光插座140。作為那樣的材料的例子，包括：聚醚酰亞胺(PEI)或環(huán)狀烯烴樹脂等透明的樹脂。另外，例如，通過射出成型來制造光插座140。

第一光學面141是使從發(fā)光元件122射出的出射光L折射后向光插座140的內(nèi)部入射并且使來自光傳輸體160的接收光Lr折射后從光插座140向受光元件123射出的光學面。在本實施方式中，第一光學面141的形狀是向發(fā)光元件122呈凸狀的凸透鏡面。第一光學面141將從發(fā)光元件122射出的出射光L轉(zhuǎn)換為準直光。另外，在本實施方式中，多個(12個)第一光學面141在光插座140的背面以與發(fā)光元件122的發(fā)光面125或受光元件123的受光面127分別相對的方式在長邊方向上排列成一列。另外，第一光學面141的俯視形狀是圓形。由第一光學面141入射的光向光分離部142行進。此外，在將光電轉(zhuǎn)換元件(發(fā)光元件122及受光元件123)排列成兩列以上的情況下，第一光學面141也以相同列數(shù)排列。此外，在本實施方式中，圖2D中，將12個第一光學面141中的、圖示左端側(cè)的四個第一光學面141作為發(fā)射側(cè)的第一光學面141來使用，將右端側(cè)的四個第一光學面141作為接收側(cè)的第一光學面來使用。即，來自發(fā)光元件122的出射光L向自圖示左端起的四個發(fā)射側(cè)的第一光學面141入射，在內(nèi)部通過的接收光Lr從自圖示右端起的四個接收側(cè)的第一光學面141射出。這樣，在本實施方式的光插座140中，將12個第一光學面141等分，且以相對于基板121的垂直面為中心的一側(cè)的區(qū)域作為發(fā)射側(cè)發(fā)揮功能，另一側(cè)的區(qū)域作為接收側(cè)發(fā)揮功能。

光分離部142使由第一光學面141入射的規(guī)定的光束直徑的出射光(準直光)L分離為朝向檢測元件124的監(jiān)視光Lm、和朝向第二光學面(光傳輸體160的端面126)的信號光Ls，另一方面，使由第二光學面144入射的接收光Lr的至少一部分透射。光分離部142是由多個面構成的區(qū)域，配置在光插座140的頂面?zhèn)取?/p>

圖3是表示光分離部142的結構的圖。圖3A是光分離部142的立體圖，圖3B是表示光分離部142的光路的部分放大剖面圖。在圖3B中，為了表示光插座140內(nèi)的光路而省略了光插座140的剖面的剖面線。

如圖3所示，光分離部142具有多個分離單元147。對于分離單元147的數(shù)量，雖然不特別地進行限定，但是在由第一光學面141入射的出射光L到達的區(qū)域內(nèi)配置了4～6單元。分離單元147分別包括一個分割反射面148及一個分割透射面149。即，光分離部142具有多個分割反射面148和多個分割透射面149。在以下的說明中，將分割反射面148的傾斜方向稱為第一方向D1(參照圖1A、圖1B及圖3A、圖3B所示的箭頭D1)。在第一方向D1上分別分割分割反射面148及分割透射面149。

分割反射面148是相對于由第一光學面141入射的出射光L的光軸的傾斜面。分割反射面148使由第一光學面141入射的出射光L的一部分向第三光學面145反射。在本實施方式中，分割反射面148以隨著從光插座140的頂面靠近底面而逐漸接近第二光學面144(光傳輸體160)的方式傾斜。分割反射面148相對于由第一光學面141入射的出射光L的光軸的傾斜角為45°。將分割反射面148在第一方向D1上分割，以規(guī)定的間隔配置。分割反射面148配置為在第一方向D1上彼此平行。

分割透射面149是形成于與分割反射面148不同的位置的、相對于由第一光學面141入射的出射光L的光軸及由第二光學面144入射的接收光Lr的光軸的垂直面。分割透射面149使由第一光學面141入射的出射光L的一部分透射并向光插座140的外部射出(參照圖1A)。另外，分割透射面149使由第二光學面144入射的接收光Lr的至少一部分向第一光學面141側(cè)透射。將分割透射面149也在第一方向D1上分割，以規(guī)定的間隔配置。多個分割透射面149配置為在第一方向D1上彼此平行。

在一個分離單元147內(nèi)，分割反射面148及分割透射面149以該順序在第一方向(從頂面向底面的方向)D1上排列。在分割反射面148和分割透射面149之間形成有棱線151。在第一方向D1上相鄰的多個棱線151配置為彼此平行。分割透射面149和分割反射面148所成的角度中較小的角度是135°。另外，分割反射面148和(相鄰的分離單元147的)分割透射面149所成的角度中較小的角度是135°。光分離部142中，將多個分離單元147在第一方向D1上排列。

如圖3B所示，由第一光學面141入射的出射光L的一部分的光以比臨界角大的入射角內(nèi)部入射至分割反射面148。分割反射面148將由第一光學面141入射的出射光L的一部分的光向第三光學面145反射，生成監(jiān)視光Lm。另一方面，分割透射面149使由第一光學面141入射的出射光L的一部分的光透射，生成朝向光傳輸體160的端面126的信號光Ls。這時，分割透射面149是相對于出射光L的垂直面，所以信號光Ls不折射地射出。

對于信號光Ls與監(jiān)視光Lm的光量比，只要能夠在得到所希望的光量的信號光Ls的同時，得到能夠?qū)陌l(fā)光元件122射出的光L的強度或光量進行監(jiān)視的監(jiān)視光Lm，不特別地進行限定。優(yōu)選信號光Ls與監(jiān)視光Lm的光量比為，信號光Ls：監(jiān)視光Lm＝6：4～8：2。更優(yōu)選信號光Ls與監(jiān)視光Lm的光量比為，信號光Ls：監(jiān)視光Lm＝7：3。

透射面143配置在光插座140的頂面?zhèn)?，使由光分離部142射出的信號光Ls再度入射至光插座140內(nèi)。另外，透射面143使由第二光學面144入射的接收光Lr射出。在本實施方式中，透射面143是相對于由光分離部142分離出的信號光Ls的光軸及由第二光學面144入射的接收光Lr的光軸的垂直面。由此，能夠使朝向光傳輸體160的端面126的信號光Ls不折射地再度入射至光插座140內(nèi)。另外，能夠使朝向光分離部142的接收光Lr不折射地向光插座140外射出。

第二光學面144是使由第一光學面141入射的出射光L向光傳輸體160的端面126射出，并且使從光傳輸體160的端面126射出的接收光Lr折射后向光插座140的內(nèi)部入射的光學面。在本實施方式中，多個第二光學面144在光插座140的主視面以與光傳輸體160的端面126分別相對的方式在長邊方向上排列成一列。第二光學面144的形狀是向光傳輸體160的端面呈凸狀的凸透鏡面。由此，能夠使由第一光學面141入射并由光分離部142分離出的信號光Ls聚光后高效地連接到光傳輸體160的端面126。另外，還使從光傳輸體160射出的接收光Lr會聚。此外，在將光傳輸體160排列成兩列以上的情況下，第二光學面144也以相同列數(shù)排列。

第三光學面145在光插座140的底面?zhèn)纫耘c檢測元件124相對的方式而配置。在本實施方式中，第三光學面145是向檢測元件124呈凸狀的凸透鏡面。第三光學面145使由光分離部142分離出的監(jiān)視光Lm會聚后向檢測元件124射出。由此，能夠?qū)⒈O(jiān)視光Lm高效地耦合到檢測元件124。優(yōu)選第三光學面145的中心軸與檢測元件124的受光面(基板121)垂直。

固定部146將保持于套管162的光傳輸體160的端面126固定于光插座140的規(guī)定位置。該固定部146以使從第二光學面144射出的信號光Ls在比該第二光學面144的焦點遠的位置到達光傳輸體160的端面126的方式，對光傳輸體160進行固定。固定部146配置在光插座140的主視面，具有定位用凹部152及定位用孔153。定位用凹部152配置在光插座140的主視面的中央部分。另外，在定位用凹部152的底部配置有多個第二光學面144。不特別地限定定位用凹部152的俯視形狀。定位用凹部152的俯視形狀是與套管162的俯視形狀相似的形狀。在定位用凹部152配置有用于對套管162進行定位的臺階部154。臺階部154形成為，在從定位用凹部152的內(nèi)壁向其內(nèi)部的方向上突出。另外，將定位用孔153配置為，在定位用凹部152的長邊方向上的外側(cè)兩端部與套管162的定位突起(省略圖示)對應。將套管162的定位用突起插入到光插座140的定位用孔153。這樣，相對于光插座140的定位用孔153將套管162的定位用突起插入，并且套管162的端面與臺階部154抵接，由此，將套管162(光傳輸體160的端面126)定位固定于光插座140。

本實施方式的光插座140及光模塊100在第二光學面144的焦點f與光傳輸體160的端面126的位置關系上具有一個特征。即，上述的定位用凹部152將光傳輸體160的端面126定位到相對于第二光學面144的焦點f的哪個位置是重要的。因此，對第二光學面144的焦點f與光傳輸體160的端面126的之間的位置關系進行詳細說明。

圖4A是表示實施方式1的光模塊100中的發(fā)射側(cè)的出射光L的光路的圖，圖4B是光傳輸體160的附近的出射光L的光路圖。此外，在圖4中，僅表示了發(fā)光元件122、第一光學面141、光分離部142、第二光學面144、以及光傳輸體160。

如圖1A及圖4A所示，在實施方式1的光模塊100的發(fā)射側(cè)的區(qū)域中，從發(fā)光元件122射出的出射光L由第一光學面141入射至光插座140。這時，出射光L被第一光學面141轉(zhuǎn)換為準直光。入射至光插座140的出射光L被光分離部142分離為朝向檢測元件124的監(jiān)視光Lm和朝向光傳輸體160的信號光Ls。向檢測元件124分離出的監(jiān)視光Lm從第三光學面145射出，到達檢測元件124。另一方面，向光傳輸體160透射的光從第二光學面144射出，到達光傳輸體160的端面126。

如圖4B所示，由光分離部142分離出的信號光Ls由第二光學面144會聚并向光傳輸體160的端面126射出。射出的信號光Ls在通過第二光學面144的焦點f之后到達光傳輸體160的端面126。即，上述的定位用凹部152以使從第二光學面144射出的信號光Ls在比第二光學面144的焦點f遠的位置到達光傳輸體160的端面126的方式，對光傳輸體160的端面126進行定位。此外，從第二光學面144射出的信號光Ls的光束直徑隨著接近焦點f而逐漸變小，在通過焦點f后逐漸變大。由此，優(yōu)選光傳輸體160的端面126配置在，使通過了焦點f的信號光Ls的光束直徑收斂于中央部分的端面內(nèi)的程度的位置。由此，不會降低從發(fā)光元件122射出并由光分離部142分離出的信號光Ls的利用效率。

接著，對實施方式1的光模塊100的接收側(cè)的接收光Lr的光路進行說明。圖5A是表示實施方式1的光模塊100的接收側(cè)的區(qū)域中的接收光Lr的光路的圖，圖5B是光分離部142的附近的接收光Lr的光路圖。此外，在圖5中，僅表示了受光元件123、第一光學面141、光分離部142、第二光學面144、以及光傳輸體160。

如圖1B及圖5A所示，在本實施方式的光模塊100的接收側(cè)的區(qū)域中，從光傳輸體160的端面126射出的接收光L由第二光學面144入射至光插座140。入射至光插座140的光隨著靠近光分離部142而光束直徑逐漸變小。即，由第二光學面144入射的接收光Lr的光分離部142處的光束直徑比第二光學面144處的接收光Lr的光束直徑小。在此，若以使通過光插座140的內(nèi)部而射出的信號光Ls(準直光)在光傳輸體160的端面聚光的方式(光傳輸體160的端面126處的光束直徑最小的方式)對光傳輸體160的端面進行定位，則從光傳輸體160的端面126射出的接收光Lr由第二光學面144轉(zhuǎn)換為準直光。但是，在本實施方式的光插座140中，通過將光傳輸體160的端面126配置為離開第二光學面144的焦點f，能夠使從光傳輸體160的端面126射出并由第二光學面144入射的接收光Lr會聚。由此，能夠減少被光分離部142的分割反射面148反射的接收光Lr的光量。

此外，對于第二光學面144處的接收光Lr的光束直徑相對于由第二光學面144入射的接收光Lr的光分離部142處的光束直徑的比例，只要滿足上述必要條件，不特別地進行限定。從使接收光Lr高效地到達受光元件123的觀點來看，優(yōu)選到達分割透射面149的接收光Lr的光量比到達分割反射面148的接收光Lr的光量多。換言之，優(yōu)選在由第二光學面144入射并到達光分離部142時的接收光Lr的照射點(光束)中，分割透射面149的面積比分割反射面148的面積多。由此，能夠提高在光分離部142透射的接收光Lr的比例，接收光Lr的利用效率不會顯著地降低。

此外，在本實施方式中，由第二光學面144入射的光在一個分割透射面149(參照圖5B)透射。即，在本實施方式中，由第二光學面144入射的接收光Lr的光分離部142處的光束直徑比分割透射面149小。由此，能夠?qū)墓鈧鬏旙w160射出的全部接收光Lr向受光元件123引導。如上所述，對于在光分離部142中減小接收光Lr的光束直徑的方法，不特別地進行限定。例如，能夠通過增大透鏡直徑(減小)、或減小曲率(增大)等，來減小光分離部142處的接收光Lr的光束直徑。另外，能夠通過改變第一光學面141、光分離部142及第二光學面144之間的距離等，來減小光分離部142處的接收光Lr的光束直徑。

(模擬1)

在模擬1中，針對發(fā)射側(cè)的區(qū)域中的第二光學面144和光傳輸體160的端面126之間的距離、與到達光傳輸體160的端面126的信號光的光量之間的關系進行了模擬。圖6是表示模擬的結果的圖。圖6A是表示光傳輸體160的端面126的位置、和到達光傳輸體160的端面126的信號光的光量之間的關系的曲線圖。橫軸表示相對于第二光學面144的焦點f的、光傳輸體160的端面126的位置(偏移距離)。縱軸是表示到達光傳輸體160的端面126的信號光Ls的光量相對于在偏移距離為0mm的情況下到達光傳輸體160的端面126的信號光Ls的光量的相對值(db)。圖6B是在圖6A的單點劃線所示的位置(距焦點f為0.175mm遠的位置)處的光傳輸體160的端面126的光度分布。另外，在圖6B中，將50μm×50μm的區(qū)域設為測定區(qū)域。在本模擬中，將發(fā)光元件122與第一光學面141之間的距離設為0.28mm，將第一光學面141與光分離部142的中心之間的距離設為1.02mm，將光分離部142的中心與第二光學面144之間的距離設為2.8mm，將第二光學面144與光傳輸體160之間的距離設為0.43mm。

如圖4B、圖6A及圖6B所示，可知，在第二光學面144的焦點f附近，信號光Ls的光量保持為恒定。這表示信號光Ls的照射點(光束)收斂于光傳輸體160的端面126。另外，可知，若從第二光學面144的焦點f距光傳輸體160的端面126較遠，則接受的信號光Ls的光量變少。這表示，信號光Ls的照射點(光束)未收斂于第二光學面144的端面126，信號光Ls還到達了光傳輸體160的端面126外。可知，在本模擬中，也可以距第二光學面144的焦點f0.2mm遠。

(模擬2)

模擬2中，針對在將光傳輸體160的端面126固定于距第二光學面144的焦點f0.175mm遠的位置(圖6A的單點劃線的位置)的情況下的、第一光學面141和受光元件123的端面126之間的距離、與到達受光元件123的受光面127的接收光的光量之間的關系，進行了模擬。將光傳輸體160的端面126設定于距第二光學面144的焦點f0.175mm的位置是由于，這是從光傳輸體160射出的接收光Lr在光分離部142的光束直徑為最小直徑的條件。圖7是表示模擬的結果的圖。圖7A是表示受光元件123的受光面127的位置與到達受光元件123的受光面127的接收光的光量之間的關系的曲線圖。橫軸表示相對于第一光學面141的焦點f的、受光元件123的受光面127的位置(偏移距離)。縱軸表示到達受光元件123的受光面127的信號光Ls的光量相對于在偏移距離為0mm的情況下到達受光元件123的受光面127的接收光Lr的光量的相對值(db)。圖7B是在圖7A的單點劃線所示的位置處的受光元件123的受光面127的光度分布。另外，在圖7B中，將70μm×70μm的區(qū)域設為了測定區(qū)域。

如圖5B、圖7A及圖7B所示，可知，在第一光學面141的焦點f附近，接受的光的光量保持為恒定。這表示接收光Lr的照射點(光束)收斂于受光元件123的受光面127。另外，可知，若從焦點的位置起距受光元件123的受光面127較遠，則接受的接收光Lr的光量變少。這表示接收光Lr的照射點(光束)未收斂于受光元件123的受光面127，接收光Lr未到達受光元件123的受光面127。這樣，在光分離部142處的接收光Lr的光束直徑最小的條件下，受光元件123的受光面127處的光束直徑雖然不是最小，但是收斂于直徑70μm(10Gbps等高速通信用的受光元件123的受光面127)的范圍內(nèi)。此外，在從第一光學面141射出的接收光Lr未收斂于受光元件123的受光面127的情況下，調(diào)整受光元件123的受光面127的高度即可。

如模擬1及模擬2的結果所示，可知，即使以在光分離部142中使接收光Lr的光束直徑最小的方式對光傳輸體160的端面126的位置進行調(diào)整，也存在能夠使從光傳輸體160射出的接收光Lr適當?shù)氐竭_受光元件123的受光面127的范圍。

(效果)

如上所述，實施方式1的光模塊100使從發(fā)光元件122射出并入射至光插座140的內(nèi)部的出射光L，在通過使該出射光L從光插座140射出的第二光學面144的焦點f后的位置到達光傳輸體160的端面126。另外，從光傳輸體160的端面126射出的接收光Lr在第二光學面144會聚并向光分離部142入射。入射至光插座140的內(nèi)部的接收光Lr的大部分在光分離部142(分割透射面149)透射后從第一光學面141射出。由此，對于光模塊100，即使在作為發(fā)射側(cè)及接收側(cè)來使用的情況下，也能在保持到達光傳輸體160的發(fā)射側(cè)的出射光L的光量的同時，抑制從光傳輸體160射出并到達受光元件123的光的光量的減少。

[實施方式2]

實施方式2的光模塊200的光電轉(zhuǎn)換裝置220及光插座240的結構與實施方式1的光模塊100不同。因此，對于與實施方式1相同的結構，標以相同符號并省略其說明。

(光模塊的結構)

圖8是本發(fā)明的實施方式2的光模塊200的剖面圖。圖8A中表示光模塊200的發(fā)射側(cè)的區(qū)域中的光路，圖8B中表示光模塊200的接收側(cè)的區(qū)域中的光路。圖8中，為了表示光插座240內(nèi)的光路而省略了光插座240的剖面的剖面線。

如圖8所示，實施方式2的光模塊200具有光電轉(zhuǎn)換裝置220及光插座240。光電轉(zhuǎn)換裝置220具有：基板221、四個發(fā)光元件122、四個受光元件123、和四個檢測元件124?；?21例如是平板形狀。發(fā)光元件122、受光元件123及檢測元件124配置在基板221的一側(cè)的面上。

(光插座的結構)

圖9A～圖9C是表示實施方式2的光插座240的結構的圖。圖9A是光插座240的俯視圖，圖9B是仰視圖，圖9C是主視圖。

如圖9A～圖9C所示，實施方式2的光插座240具有：多個第一光學面141、反射面241、光分離部142、透射面143、多個第二光學面144、多個第三光學面145及固定部146。

第一光學面141及第三光學面145配置在光插座240的底面?zhèn)?。另外，第二光學面144配置在光插座240的主視面。

反射面241是在光插座240的頂面?zhèn)刃纬傻膬A斜面。反射面241使由第一光學面141入射的出射光L向光分離部142反射，并且使在光分離部142透射的接收光Lr向第一光學面141反射。反射面241以隨著從光插座240的底面靠近頂面而逐漸接近光傳輸體160的方式傾斜。在本實施方式中，反射面241相對于由第一光學面141入射的出射光L的光軸的傾斜角度為45°。由第一光學面141入射的出射光L以比臨界角大的入射角內(nèi)部入射至反射面241，另一方面，在光分離部142透射的接收光Lr以比臨界角大的入射角內(nèi)部入射至反射面241。由此，反射面241將入射后的出射光L向沿著基板221的表面的方向上全反射，并且將接收光Lr向與基板221的表面垂直的方向上全反射。

圖10A是表示實施方式2的光模塊200中的發(fā)射側(cè)的出射光L的光路的圖，圖10B是表示實施方式2的光模塊200的接收側(cè)的接收光Lr的光路的圖。此外，在圖10中，僅表示了發(fā)光元件122(受光元件123)、第一光學面141、反射面241、光分離部142、第二光學面144、和光傳輸體160。

如圖10A所示，在實施方式2的光模塊200的發(fā)射側(cè)，從發(fā)光元件122射出的出射光L由第一光學面141入射至光插座240。將入射至光插座240的出射光L利用反射面241向光分離部142反射。由反射面241反射后的出射光L由光分離部142分離為朝向檢測元件124的監(jiān)視光Lm、和朝向光傳輸體160的信號光Ls。向檢測元件124分離出的監(jiān)視光Lm從第三光學面145射出后到達檢測元件124。另一方面，向光傳輸體160透射出的光從第二光學面144射出后到達光傳輸體160的端面126。

如圖10B所示，在本實施方式的光模塊200的接收側(cè)，從光傳輸體160射出的接收光Lr由第二光學面144入射至光插座240。入射至光插座240的接收光Lr隨著靠近光分離部142而光束直徑逐漸變小，在光分離部142(分割透射面149)透射。在光分離部142(分割透射面149)透射后的接收光Lr由反射面241向第一光學面141反射。由反射面241反射后的接收光Lr從第一光學面141射出，到達受光元件123的受光面127。

(效果)

如上所述，實施方式2的光模塊200具有與實施方式1的光模塊200相同的效果。另外，發(fā)光元件122、受光元件123及檢測元件124配置在同一平面上，所以能夠使光模塊200小型化。

此外，如圖11A所示，光分離部242的光分離單元247除了分割反射面148及分割透射面149以外，也可以還具有在分割反射面148和分割透射面149之間配置的分割臺階面250。在該情況下，分割臺階面250是與由第一光學面141入射的出射光L的光軸平行的面，連接分割反射面148和分割透射面149。多個分割臺階面250配置為在第一方向D1上彼此平行。

另外，如圖11B所示，光分離部342的光分離單元347也可以以矩陣狀的方式在第一方向D1及與第一方向D1正交的第二方向D2上交替配置。在此，“第二方向”是指沿著分割反射面148且與第一方向D1正交的方向D2(參照圖11所示的箭頭D2)。

另外，在上述各實施方式的光插座140、240中，也可以在反射面241及分割反射面148上形成光反射率較高的金屬(例如，Al、Ag、Au等)的薄膜等反射膜。在希望優(yōu)先削減部件件數(shù)的情況下，優(yōu)選如實施方式1及實施方式2那樣采用僅利用全反射面的結構。

在實施方式1、2的光插座140、240中，雖然第一光學面141將入射的光轉(zhuǎn)換為準直光，但是第一光學面141也可以將入射的出射光L轉(zhuǎn)換為準直光以外的光。具體而言，既可以將入射至內(nèi)部的入射光L以光束直徑逐漸變大的方式轉(zhuǎn)換，也可以以光束直徑逐漸變小的方式轉(zhuǎn)換。

本申請基于2014年8月4日提出的日本專利申請?zhí)卦?014-158787號主張優(yōu)先權。該申請說明書及附圖中記載的內(nèi)容全部引用于本申請說明書中。

工業(yè)實用性

本發(fā)明的光插座及光模塊對使用了光傳輸體的光通信是有用的。